Spatial and temporal methods for analysing magnetocardiographic mappings of the atrial activity

Simple item page
dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorMontonen, Juha 
dc.contributor.advisorNenonen, Jukka 
dc.contributor.authorMäntynen, Ville
dc.contributor.departmentTeknillisen fysiikan ja matematiikan osastofi
dc.contributor.schoolTeknillinen korkeakoulufi
dc.contributor.schoolHelsinki University of Technologyen
dc.contributor.supervisorKatila, Toivo 
dc.date.accessioned2020-12-04T18:55:59Z
dc.date.available2020-12-04T18:55:59Z
dc.date.issued2004 
dc.description.abstractAtrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia of the heart requiring hospitalization. AF is not generally fatal, but it heavily increases the risk of thrombi (blood cloth). Symptoms of AF have been reported to significantly reduce the quality of life. Several cardiovascular diseases expose to AF. However, approximately quarter of the patients (lone AF) have no cardiac or other underlying disease. In this thesis, methods were studied and created to examine the human atria using especially magnetocardiography (MCG). The work is a part of a research line that includes also the MCG measurements at the BioMag laboratory located at the Helsinki University Central Hospital. The subject matter of the thesis is three-fold: The software for MCG-measurements was modified, and different noise suppression methods were presented. Especially two noise-model based adaptive filters were compared. The filters may be used to suppress the power-line interference in bio magnetic recordings. A method for multichannel time alignment based on pattern recognition was developed utilizing correlations between waveforms. The method can be used to time align the atrial and ventricular waves independently in bio magnetic recordings. The accuracy of the method was found to be good. Magnetic multipole expansion was used to interpolate the MCG mappings for visualisation and gradient analysis. Previously used to analyse the ventricular activation, the gradient analysis of the MCG mappings was applied to study and parameterize the atrial activation. Through the gradient analysis it is also possible to create so-called pseudo-current map that describes the current induced by the heart in the human body. During this work it was also found that it is quite common that the atrial waves present two or even three different morphologies in the mappings of both patients and healthy volunteers. Changes in the signal morphology suggest different conduction pathways in the atria. In addition, it seems feasible to separate the healthy volunteers from the patients suffering from lone AF on the grounds of the direction of the pseudo-current during the latter part of the atrial activation.en
dc.description.abstractSydämen eteisvärinä (EV) on yleisin sairaalahoitoa vaativa rytmihäiriö. EV ei yleensä johda kuolemaan, mutta se lisää voimakkaasti tromboembolisaatioiden (veritulppa) riskiä. Taudin aiheuttamat oireet sekä sairauden tuntemukset laskevat elämän laatua selvästi. Monien sydän- ja verisuonisairauksien on havaittu altistavan eteisvärinälle. Kuitenkaan neljänneksellä potilaista ei todeta EV:n lisäksi muuta sydänsairautta tai altistavaa syytä (idiopaattinen EV). Tässä työssä tutkittiin ja kehitettiin menetelmiä sydämen eteisten toiminnan tutkimiseksi erityisesti magnetokardiogrammin (MKG) avulla. Työ on osa eteisvärinäalttiuden arviointiin keskittyvää hanketta, johon kuuluvat myös MKG-mittaukset Helsingin Yliopistollisessa Keskussairaalassa sijaitsevassa BioMag-laboratoriossa. Työn aihepiiri jakautuu kolmeen osa-alueeseen: Työssä muokattiin MKG-mittausohjelmistoa sekä esiteltiin käytössä olevia ja käyttöön tulevia häiriönpoistomenetelmiä. Erityisesti verrattiin kahta häiriömalliin perustuvaa suodinta, joita voidaan käyttää biosähkömagneettisissa mittauksissa toisinaan esiintyvien verkkovirtahäiriöiden vähentämiseen. Aaltomuotojen korrelaation avulla luotiin hahmontunnistukseen perustuva monikanavainen sydänsignaalin aaltomuotojen ajoitusmenetelmä, jolla voidaan ajoittaa kammiokompleksien lisäksi myös eteisaallot toisistaan riippumatta. Menetelmän ajoitustarkkuuden havaittiin olevan hyvä. Työssä käytettiin magneettista muitipolikehitelmää MKG-kartoitusten interpoloimisessa visualisointia sekä gradienttianalyysia varten. Aiemmin kammioaktivaation tutkimiseen käytettyä MKG-kartoituksen gradienttianalyysia sovellettiin eteisaaltojen parametrisoinnissa. Gradienttianalyysin avulla voidaan tuottaa myös nk. pseudovirtakartta, joka kuvaa sydämen toiminnan aiheuttamaa virtaa kehossa. Työn aikana havaittiin, että eteisaaltojen morfologia vaihtelee sekä potilailla että terveillä kahden tai jopa kolmen muodon välillä ilman liukumaa. Morfologiamuutokset viittaavat aktivaation johtumisreittien muuttumiseen. Lisäksi eteisaallon loppuosan pseudovirran suunnan perusteella näyttää olevan mahdollista erotella terveet ja idiopaattisesta, lisälyöntilähtöisestä EV:stä kärsivät potilaat.fi
dc.format.extent72 
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/92103
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020120450938
dc.language.isofien
dc.programme.majorLääketieteellinen tekniikkafi
dc.programme.mcodeTfy-99fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordmagnetocardiography (MCG)en
dc.subject.keywordmagnetokardiografia (MKG)fi
dc.subject.keywordelectrocardiography (ECG)en
dc.subject.keywordelektrokardiografia (EKG)fi
dc.subject.keywordsignal processingen
dc.subject.keywordsignaalinkäsittelyfi
dc.titleSpatial and temporal methods for analysing magnetocardiographic mappings of the atrial activityen
dc.titleEteisaktivaation magnetokardiografiakartoitusten spatiaalisia ja temporaalisia analyysimenetelmiäfi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö 
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis 
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_43191
local.aalto.idinssi26520
local.aalto.openaccessno
Files
Collections
[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK